Onkologische Forschungsgruppen der Kinderklinik

Leitung

Prof. Dr. med. Markus Metzler

PD Dr. rer. nat. Manuela Krumbholz

Überblick über die Forschungsinhalte

Unsere Forschungsgruppe konzentriert sich auf

1) Molekulargenetik und immunometabolische Veränderungen bei pädiatrischen Leukämien und soliden Tumoren,

2) Data Mining für eine verbesserte Labordiagnostik bei Kindern und

3) digitale, morphologische Knochenmarkanalyse.

Vererbte und erworbene Genomveränderungen sind die Grundlage für die Entstehung zahlreicher Tumorerkrankungen. Allerdings gibt es relevante Unterschiede zwischen Tumoren bei Erwachsenen und Kindern. Unsere Forschungsgruppe identifiziert und charakterisiert molekulare und zelluläre Merkmale von Tumorerkrankungen bei Kindern und Jugendlichen, um deren Ursachen und Auswirkungen auf die klinische Behandlung besser zu verstehen.

Ein weiterer Schwerpunkt unserer Forschungsgruppe ist die Etablierung molekularbiologischer Methoden, die eine engmaschige, kontinuierliche und minimalinvasive Überwachung des Tumorwachstums und des Ansprechens auf die Therapie ermöglichen. Eine verlässliche Therapieüberwachung ist die Grundlage für eine personalisierte Therapie. In der EFACT-Studie wird der Nachweis von zirkulierender Tumor-DNA im Blut von Patienten als Serum-Tumormarker für das Ewing-Sarkom untersucht. In die LiBSTiC-Studie (Liquid Biopsies of Solid Tumors in Children) werden Kinder und Jugendliche mit Sarkom und Non-Hodgkin-Lymphom einbezogen.

Um das Wachstum und die Metastasierung zu fördern, weisen viele Tumore einen im Vergleich zu gesundem Gewebe veränderten Stoffwechsel auf. Diese Veränderungen stellen ein vielversprechendes neues Ziel für innovative Therapien dar. Die Untersuchung von therapeutischen Möglichkeiten, in den tumorspezifischen Stoffwechsel und in die Interaktionen mit dem Immunsystem einzugreifen, ist daher auch ein Schwerpunkt unserer Forschungsgruppe.

In der PEDREF-Studie haben wir einen Ansatz zur Erstellung pädiatrischer Referenzintervalle mit Hilfe von Data Mining aus Laborinformationssystemen entwickelt, der die Labordiagnostik bei Kindern deutlich verbessert.

In der BMDeep-Studie haben wir ein neuronales Netz zur hochdimensionalen Mustererkennung geschaffen, um morphologische mit klinischen Daten zu korrelieren, um die Beurteilung von Knochenmarkausstrichen zu automatisieren und parallel dazu neue Biomarker zur Charakterisierung von Krankheitsbildern zu identifizieren.

Laufende Forschungsprojekte

• EFACT II Studie – Evaluierung von ctDNA im Ewing-Sarkom
• Validierung eines auf Flüssigbiopsie basierenden molekulardiagnostischen Toolkits für pädiatrische Sarkome
• Somatisches Variantenprofil und klinische Korrelation bei pädiatrischer chronischer myeloischer Leukämie CML paed Studie
• Genomweite Assoziationsanalyse (GWAS) der pädiatrischen chronischen myeloischen Leukämie (CML)
• Einfluss des allosterischen Tyrosinkinase-Inhibitors Asciminib auf den Knochenstoffwechsel
• Hemmung der Serin-Glycin-Biosynthese zur Verstärkung der Wirkung der Strahlentherapie beim Ewing-Sarkom
• Immunmetabolisches Zusammenspiel bei chronischer myeloischer Leukämie: von der Immunsuppression zur synthetischen Letalität
• Optimierung der Versorgung junger Menschen mit Syndromen, die für myeloische Malignome prädisponieren
• Umfassende Knochenmarkanalyse mit Deep-Learning-basierter Mustererkennung
• Data Mining medizinischer Informationssysteme zur Verbesserung der pädiatrischen Entscheidungsfindung auf der Grundlage von Labortestergebnissen

Methoden

• molekulargenetische Methoden (z.B. qPCR, ddPCR, Sequenzierung, Western Blot, CrisprCas),
• Zellkultur- und FACS-Analysen,
• Ewing-Sarkom-Xenograft-Mausmodell,
• Hochdimensionale Mustererkennung für Knochenmarkausstriche,
• Data-Mining-Labordiagnostik

Studien

• Studienzentrum des deutschen CMLpaed-Registers
• Studienzentrum des Deutschen pädiatrischen MPN-Registers
• EFACT-Begleitstudie zum internationalen Euro-Ewing-Register

Kooperationspartner

• Erlangen:
  • Prof. Abbas Agaimy (Pathologisches Institut, Erlangen)
  • Prof. Tobias Bäuerle (Radiologisches Institut, Erlangen)
  • Prof. Udo Gaipl, Dr. Benjamin Frey (Strahlenklinik, Erlangen)
  • Dr. Gloria Lutzny-Geier, Dr. Fabian Müller, Dr. Heiko Bruns (Medizin 5, Erlangen)
  • Dr. Ulrike Steffen, Dr. Silke Frey (Medizin 3, Erlangen)
  • Prof. Alexandra Schambony (Lehrstuhl für Entwicklungsbiologie, FAU Erlangen) 
  • Dr. rer. nat. Meik Kunz(Bioinformatics and data management, FAU Erlangen)
• National:
  • Dr. Gunhild Sommer (Pediatric Hematology, Oncology and Stem Cell Transplantation, University Hospital Regensburg)
  • Prof. Meinolf Suttorp (Kinderklinik, Universitätsklinikum Dresden)        
  • Gudrun Göhring, Anke Bergmann, Yvonne Behrens (Department of Human Genetics, Hannover Medical School)
  • Prof. Thomas Ernst (Klinik für Innere Medizin II, Universitätsklinikum Jena)
  • Prof. Torsten Haferlach (MLL MVZ GmbH, Medizinisches  Versorgungszentrum, München)
  • Ingmar Glauche, Ingo Röder, Thomas Zerjatke (Institute for Medical Informatics and Biometry, TU Dresden)
  • Prof. Daniela Krause (Georg-Speyer-Haus, Institute for Tumor Biology and Experimental Therapy, Frankfurt)
  • Prof. Lars Bullinger, Dr. Anna Dolnik (Hematology, Oncology and Cancer Immunology, Charité - Universitätsmedizin Berlin)
  • Dr. Carlo Maj (Centre for Human Genetics, University Hospital of Marburg)
  • Prof. Dimitios Mougiakakos (Universitätsklinikum Magdeburg)
  • Prof. Uta Dirksen (Universitätsklinikum Essen)
  • Prof. Thomas Grünewald (DKFZ, Heidelberg)
  • Prof. Yulia Skokova (Innere Medizin II, Universitätsklinikum Tübingen)
  • Prof. Wolfgang Hartmann (Pathologisches Institut, Münster)
  • Prof. Dr.-Ing. Horst Hahn (Fraunhofer MEVIS, image processing and deep learning)

Weitere Kooperationspartner: https://www.pedref.org/collaborators.html

• International:
  • Prof. Frederic Millot (Pediatric Oncology Unit, University Hospital, Poitiers, France)
  • Dr. Eleni Tomazou, Dr. Davide Seruggia (Children’s Cancer Research Institute, Wien)
  • Dr. Jan Zuna (Laboratory of Molecular Genetics, Charles University, Prague, Czech Republic)
  • Prof. Dennis Kim (Department of Medical Oncology & Hematology, University of Toronto, Canada)
  • Prof. Jong-Won Kim (Department of Laboratory Medicine and Genetics, Sungkyunkwan University, Seoul, Korea)

Publikationen

Ausgewählte Publikationen:

• Management of children and adolescents with chronic myeloid leukemia in blast phase: International pediatric CML expert panel recommendations; Leukemia. 2023; PMID: 36707619
• Effects of the STAMP-inhibitor asciminib on T cell activation and metabolic fitness compared to tyrosine kinase inhibition by imatinib, dasatinib, and nilotinib; Cancer Immunol Immunother. 2023; PMID: 36602564
• High-Dose Treosulfan and Melphalan as Consolidation Therapy Versus Standard Therapy for High-Risk (Metastatic) Ewing Sarcoma; J Clin Oncol. 2022; PMID: 35427190
• Mixture density networks for the indirect estimation of reference intervals; BMC Bioinformatics. 2022; PMID: 35906555
• Quantification of Translocation-Specific ctDNA Provides an Integrating Parameter for Early Assessment of Treatment Response and Risk Stratification in Ewing Sarcoma; Clin Cancer Res. 2021; PMID: 34426444
• Multimodal analysis of cell-free DNA whole-genome sequencing for pediatric cancers with low mutational burden; Nat Commun. 2021; PMID: 34050156
• High-resolution pediatric reference intervals for 15 biochemical analytes described using fractional polynomials; Clin Chem Lab Med. 2021; PMID: 33565284
• Assessment of treatment responses in children and adolescents with Ewing sarcoma with metabolic tumor parameters derived from 18F-FDG-PET/CT and circulating tumor DNA; Eur J Nucl Med Mol Imaging 2020; PMID: 31853559
• Sarcoma treatment in the era of molecular medicine; EMBO Mol Med. 2020; PMID: 33047515

Kontakt

Markus.Metzler(at)uk-erlangen.de

Manuela.Krumbholz(at)uk-erlangen.de

Weiterführende Links

Forschung - Pädiatrische Onkologie | Universitätsklinikum Erlangen (uk-erlangen.de)

Notizen

Studierende mit Interesse an experimentellen Arbeiten im Bereich der pädiatrischen Onkologie können sich gerne für die Mitarbeit an aktuellen Forschungsprojekten bewerben.

Stand: 04/2026

Leitung

PD Dr. med. Axel Karow

Überblick über die Forschungsinhalte

Die Arbeitsgruppe fokussiert sich auf die systematische Untersuchung von Spätfolgen nach onkologischen Erkrankungen im Kindes- und Jugendalter. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der frühzeitigen Detektion funktioneller und mikrostruktureller Organschäden, insbesondere an Lunge, Herz, Niere. Ziel ist es, bildgebende und funktionelle Verfahren weiterzuentwickeln und in Erkenntnisse in die strukturierte Langzeitnachsorge (LTFU) zu integrieren.

Team

• Dr. med. Alex Dierl
• Dr. med. Eva-Maria Wild
• PD Dr. med. Axel Karow

Laufende Forschungsprojekte

Aktuell werden mehrere innovative Forschungsprojekte durchgeführt:

• MinimALL: Untersuchung früher pulmonaler und kardiopulmonaler Veränderungen nach ALL-Therapie mittels moderner Bildgebung (u. a. PREFUL-MRT).
• MaximALL (Deutsche Kinderkrebsstiftung, Bewilligung 2025): Multizentrische Studie zur umfassenden Erfassung kardiopulmonaler und funktioneller Spätfolgen nach Krebs im Kindesalter.

• HEALED: Pilotprojekt zur Detektion renaler mikroangiopathischer Veränderungen mittels Ultrasound Localization Microscopy (ULM) und Kontrastmittelsonographie (CEUS).

   

Methoden

Die Arbeitsgruppe nutzt ein breites Spektrum innovativer diagnostischer Verfahren, darunter:

• funktionelle Bildgebung (PREFUL-LF-MRT, CEUS, ULM)
• Echokardiographie (inkl. Strain-Analyse)
• Lungenfunktionsdiagnostik (DLCO, Spiroergometrie)

• Ergänzt werden diese z.B. durch standardisierte patientenberichtete Outcomes sowie biobanking-basierte Analysen (z. B. epigenetische Marker, klonale Hämatopoese).

   

Kooperationspartner

Die Arbeitsgruppe kooperiert eng mit zentralen klinischen und wissenschaftlichen Partnern am Standort Erlangen sowie darüber hinaus:

• Radiologie des Universitätsklinikums Erlangen (Leitung: Prof. Uder): Enge Zusammenarbeit in der Entwicklung und Anwendung innovativer bildgebender Verfahren, insbesondere im Bereich der funktionellen MRT (z. B. LF-PREFUL MRTs).
• AG von Prof. Dr. Dr. Ferdinand Knieling, MHBA (PETILAB): Methodische und technische Expertise im Bereich hochauflösender Ultraschallverfahren, insbesondere Ultrasound Localization Microscopy (ULM) und mikrovaskulärer Bildgebung, mit zentraler Rolle in den Projekten HEALED und weiterführenden Ansätzen.
• Kinderkardiologie (insbesondere PD Dr. med. Dr. rer. biol. hum. Isabelle Schöffl): Kooperation in der kardiovaskulären Spätfolgenforschung, insbesondere hinsichtlich funktioneller Echokardiographie (inkl. Strain-Analysen) und der Integration kardiologischer Diagnostik in multimodale Nachsorgekonzepte. In einem zweiten Teil dieser Kooperation entstehen Projekte zu den Effekten von Sportinterventionen während und nach pädiatrisch-onkologischer Therapie auf das kardiovaskuläre und muskuläre System, die Lebensqualität sowie die Immunrekonstitution.

• Darüber hinaus bestehen enge Vernetzungen mit nationalen und internationalen Partnern in der Kinderonkologie sowie mit Patientenvertretungen und survivor-geführten Organisationen zur Stärkung patientenzentrierter Forschung.

   

Publikationen

• Dierl, A., Hinsen, M., Wild, E. M., Bayerl, N., Heiss, R., Nagel, A. M., Schmidt, S., Grimm, R., Vogel-Claussen, J., Voskrebenzev, A., Naumann-Bartsch, N., Anderheiden, F., Huber, F., Mueller, N., Schoeffl, I., Woelfle, J., Uder, M., Regensburger, A. P., Knieling, F., & Karow, A. (2026). Free-breathing phase-resolved functional lung (PREFUL) low-field magnetic resonance imaging (LF-MRI) of pulmonary dysfunction after surviving childhood cancer. Communications medicine, 6(1), 99. doi.org/10.1038/s43856-025-01365-w;
• Huber, F., Schoeffl, I., Mueller, N., Dierl, A., Wild, E. M., Naumann-Bartsch, N., Karow, A., Knieling, F., Woelfle, J., Dittrich, S., & Anderheiden, F. (2025). What about the heart - pediatric ALL survivors show cardiopulmonary limitations in the MinimALL Study. European journal of pediatrics, 184(7), 406. doi.org/10.1007/s00431-025-06243-0

Kontakt

PD Dr. med. Axel Karow

ki-nachsorgeforschung(at)uk-erlangen.de

Notizen

Ein zentrales Anliegen der Arbeitsgruppe ist die translationale Verknüpfung von innovativer Diagnostik, klinischer Versorgung und patientenzentrierter Forschung. Dabei legen wir großen Wert auf interdisziplinäre Zusammenarbeit und den Austausch mit klinischen, wissenschaftlichen und patientenbasierten Partnern. Wir freuen uns über neue Kooperationen, um gemeinsam relevante Fragestellungen zu bearbeiten, Synergien zu nutzen und die Versorgung von Survivors nachhaltig zu verbessern.

Stand: 04/2026

Leitung

PD Dr. med. Axel Karow

Überblick über die Forschungsinhalte

Die myeloproliferativen Neoplasien (MPN) sind klonale hämatopoetische Stammzellerkrankungen, die üblicherweise im Erwachsenenalter auftreten. Bei Kindern und Jugendlichen sind MPN dagegen äußerst selten und weisen teils andere biologische und klinische Merkmale auf. Bisher sind klinische und genetische Charakteristika, Behandlungsoptionen und-ergebnisse bei pädiatrischen Patienten mit MPN nur unzureichend beschrieben. Folglich gibt es nur begrenzte Daten zur Standardisierung diagnostischer und therapeutischer Ansätze und bei MPN im Kindesalter werden weitgehend Richtlinien für Erwachsene angewendet. Diese sind jedoch nicht auf die speziellen Bedürfnisse von pädiatrischen Patienten zugeschnitten. Das Ziel des in diesem Zusammenhang eingereichten Registerprotokolls ist die Etablierung zunächst nationaler, später auch internationaler Referenzstrukturen für die pädiatrischen MPN. Durch die Datenakquisition sollen die Inzidenz und Epidemiologie dieser Erkrankungen bestimmt werden. Zudem soll eine Charakterisierung klinischer, hämatologischer und genetischer Merkmale erfolgen. Diese Erkenntnisse werden die Identifizierung von pädiatrischen Patienten mit MPN und hohem Risiko für Komplikationen und Krankheitsprogression ermöglichen und letztendlich zu einer Verbesserung der Therapie für Kinder und Jugendliche im Sinne einer Anpassung an die spezifischen und individuellen Bedürfnisse pädiatrischer Patienten führen.

Team

• Dr. med. Franziska Fahrmeier
• PD Dr. med. Axel Karow

Laufende Forschungsprojekte

Parallel zur prospektiven und retrospektiven Datenakquisition auf nationaler Ebene laufen erste Analysen zu den klinischen Charakteristika, den zugrunde liegenden genetischen Varianten sowie der Therapie von Kindern und Jugendlichen mit MPN. Zudem erfolgt auch eine internationale Vernetzung vor allem unter dem Dach der European Hematology Association (EHA). In diesem Zusammenhang werden aktuell Guidelines zur Diagnostik und Therapie bei jungen Patientinnen und Patienten unter 25 Jahren mit MPN formuliert. Unterstützt wird das MPN Childhood Registry von der Deutschen Kinderkrebsstiftung (DKS 2023.15).

Methoden

Zusätzlich zur klinischen, hämatologischen, morphologischen und histologischen Referenzdiagnostik vor Ort in Erlangen erfolgt die genetische Referenzdiagnostik am Institut für Humangenetik der Medizinischen Hochschule Hannover. Die weiterführende genetische Diagnostik und Forschung umfasst das gesamte Spektrum moderner genetischer Analysen.  

Kooperationspartner

• Prof. Dr. med. Markus Metzler - Head of the Department of Pediatrics and Adolescent Medicine, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg (FAU)
• Prof. Dr. med. Maike Büttner-Herold - Reference Histology, Institute of Pathology Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg (FAU)
• Dr. rer. nat. Yvonne Behrens - Reference Genetics and Reference Cytogenetics, Department of Human Genetics, Hannover Medical School and University of Oldenburg
• Prof. Dr. med. Miriam Erlacher - Scientific Committee, Department of Pediatrics and Adolescent Medicine, University Medical Center Ulm

• Prof. Dr. med. Holger Cario - Scientific Committee, Department of Pediatrics and Adolescent Medicine, University Medical Center Ulm

   

Publikationen

• Behrens YL, Reinkens T, Hofmann W, Gumann A, Strasser R, Wanjek P, Di Donato N, Seitz L, Pontones M, Fahrmeier F, Hitz M-P, Wotschofsky Z, Schlegelberger B, Ripperger T, Karow A. Myeloproliferative Neoplasms (MPN) Diagnosed in Childhood and Adolescence – Prospective Data on Clinical and Genetic Characteristics from the German National MPN Childhood Registry. EJC Paediatric Oncology 6:100347. DOI: 10.1016/j.ejcped.2025.100347
• Behrens YL, Reinkens T, Hofmann W, Gumann A, Förster A, Gaschler L, Ghete T, Strasser R, Espenkötter J, Haermeyer B, Losch M, Sembill S, Wotschofsky Z, von Hörsten S, Schuh W, Di Donato N, Suttorp M, Krumbholz M, Ripperger T, Schlegelberger B, Göhring G, Metzler M, Karow A. Genomic variant profiling in blast-phase paediatric chronic myeloid leukaemia: Predisposing and driving alterations. Br J Haematol. 2025 Jul;207(1):141-150. doi: 10.1111/bjh.20133
• Behrens YL, Gaschler L, Nienhold R, Reinkens T, Schirmer E, Knöß S, Strasser R, Sembill S, Wotschofsky Z, Suttorp M, Krumbholz M, Schlegelberger B, Metzler M, Göhring G, Karow A. Somatic variant profiling in chronic phase pediatric chronic myeloid leukemia. Haematologica. 2024 Mar 1;109(3):942-947. doi: 10.3324/haematol.2023.283800.
• Øbro NF; Grinfeld J; Belmonte M; Irvine M; Shepherd MS; Rao TN; Karow A; Riedel LM; Harris OB.; Baxter EJ; Nangalia J; Godfrey A; Harrison CN; Li J; Skoda RC; Campbell PJ; Green AR.; Kent DGL. Longitudinal Cytokine Profiling Identifies GRO-α and EGF as Potential Biomarkers of Disease Progression in Essential Thrombocythemia. Hemasphere. 2020 May 21;4(3):e371. doi: 10.1097/HS9.0000000000000371.eCollection 2020 Jun.
• Karow A, Nienhold R, Lundberg P, Peroni E, Putti MC, Randi ML, Skoda RC. Mutational profile of childhood myeloproliferative neoplasms. Leukemia. 2015 Dec;29(12):2407-9. doi: 10.1038/leu.2015.205.
• Duek A, Lundberg P, Shimizu T, Grisouard J, Karow A, Kubovcakova L, Hao-Shen H, Dirnhofer S, Skoda RC. Loss of Stat1 decreases megakaryopoiesis and favors erythropoiesis in a JAK2-V617F driven mouse model of myeloproliferative neoplasms. Blood. 2014 Jun 19;123(25):3943-50. doi: 10.1182/blood-2013-07-514208.
• Lundberg P*, Karow A*, Nienhold R, Looser R, Hao-Shen H, Nissen I, Girsberger S, Lehmann T, Passweg J, Stern M, Beisel C, Kralovics R, Skoda RC. Clonal evolution and clinical correlates of somatic mutations in myeloproliferative neoplasms. Blood. 2014 Apr 3;123(14):2220-8. doi: 10.1182/blood-2013-11-537167.
• Grisouard J, Ojeda-Uribe M, Looser R, Hao-Shen H, Lundberg P, Duek A, Jeandidier E, Karow A, Skoda RC. Complex subclone structure that responds differentially to therapy in a patient with essential thrombocythemia and chronic myeloid leukemia. Blood. 2013 Nov 21;122(22):3694-6. doi: 10.1182/blood-2013-07-516385

Kontakt

Dr. med. Franziska Fahrmeier
PD Dr. med. Axel Karow

09131 85 41376

ki-nachsorgeforschung(at)uk-erlangen.de

Weiterführende Links

https://www.kinderonkologie.uk-erlangen.de/forschung-und-lehre/mpn-childhood-registry/

Notizen

Ein zentrales Anliegen der Arbeitsgruppe ist die translationale Verknüpfung von innovativer Diagnostik, klinischer Versorgung und patientenzentrierter Forschung. Dabei legen wir großen Wert auf interdisziplinäre Zusammenarbeit und den Austausch mit klinischen, wissenschaftlichen und patientenbasierten Partnern. Wir freuen uns über neue Kooperationen, um gemeinsam relevante Fragestellungen zu bearbeiten, Synergien zu nutzen und die Versorgung von an diesen im Kindes- und Jugendalter seltenen Entitäten erkrankten pädiatrischen Patientinnen und Patienten nachhaltig zu verbessern.

Stand: 04/2026